追踪定位系统及其定位与校正方法技术方案

本发明专利技术公开了一种追踪定位系统，用来追踪定位一使用者，其包含有：一扫描装置，包含有一光源扫描模块，用来产生一扫描光源，其中该光源扫描模块包含有一定点光源、一菱镜、一反射镜及一同步处理模块，其中该菱镜会依据一速度进行转动、该同步处理模块用来根据该菱镜的转动速度，控制该反射镜的转动角度，用来将该定点光源发射至该菱镜而折射的光线，反射至一特定方向，以形成该扫描光源；一头戴式显示器，包含有复数个接收器，用来侦测该第一扫描光源，以产生关于该扫描光源的一信息；以及一运算装置，用来根据该信息，计算该用户的位置。

Tracking and positioning system and its positioning and correction method

【技术实现步骤摘要】
追踪定位系统及其定位与校正方法
本专利技术涉及一种追踪定位装置，尤指一种用于虚拟现实系统中，可360度追踪定位的追踪定位装置。
技术介绍
3D追踪定位系统为虚拟现实(VirtualReality，VR)沉浸感的重要因子之一，然而市面上较广泛使用的VR追踪系统不论是通过讯号发射源或是基于相位空间算法的讯号接收器，都需要在墙上钻洞锁孔架设相关设备，如灯塔(lighthouse))及PhaseSpace摄相机，而且这两种设备也都需要额外提供电源。除此之外，灯塔或PhaseSpace摄相机安装的角度及高度也需要经过计算，以涵盖足够的讯号范围，藉以追踪到使用者的移动/动作，因此以上两种设备在架设方面，较难推广到一般家庭所使用。进一步来说，以上两种光学定位技术在实务上均是在定点以及头戴式显示器(head-mounteddisplay，HMD)上设置定位光源以及光源接收器，最大差异是PhaseSpace是定位光源作在头戴式显示器上，外部环境架设PhaseSpace摄相机来作为光源接收器；灯塔为定位扫描光源，并将光源接收器作在头戴式显示器上。另外，Lenovo推出扩增实境(AugmentedReality，AR)产品套件，其利用一发光球体(trackingbeacon)放置在地面上，用来让追踪系统以此作为虚拟图像投影的基准点，如此投影出来的虚拟人物上下位置才能够在适当的位置。
技术实现思路
因此，本专利技术之主要目的即在于提供一种简易架设的追踪定位系统、追踪定位方法及影像显示校正方法，以解决上述问题。r>本专利技术公开一种追踪定位系统，用来追踪定位一使用者，其包含有：一扫描装置，包含有一第一光源扫描模块，用来产生一第一扫描光源，其中该第一光源扫描模块可相对于该扫描装置进行顺时钟旋转、逆时钟旋转、或是固定角度摆动，以及该第一扫描光源为具有上下相对关系的光线；一头戴式显示器，包含有复数个接收器，用来侦测该第一扫描光源，以产生关于该第一扫描光源的一信息；以及一运算装置，用来根据该信息，计算该用户的位置。本专利技术公开一种扫描装置，用于一追踪定位系统，其包含有：一第一光源扫描模块，用来产生一第一扫描光源，其中该第一光源扫描模块可相对于该扫描装置进行顺时钟旋转、逆时钟旋转、或是固定角度摆动，以及该第一扫描光源为具有上下相对关系的光线。本专利技术公开一种头戴式显示器，用于一追踪定位系统，该头戴式显示器包含有：一光源接收模块，设置于该头戴式显示器的侧边及后方，其中该光源接收模块包含有复数个接收器，用来侦测追踪定位系统中一光源扫描装置所产生的一扫描光源；以及一固定绑带，用来提供一使用者穿载该头戴式显示器。本专利技术公开一种运算装置，用于一追踪定位系统，该追踪定位系统包含有一扫描装置及一头戴式显示器，该运算装置包含有：一处理单元，用来执行一程序代码；一储存单元，耦接于该处理单元，用来储存该程序代码，其中该程序代码指示该处理单元执行以下步骤：接收该扫描装置旋转的一角速度信息；接收该头戴式显示器从该扫描装置侦测到一扫描光源的一信息，其中该信息包含有该头戴式显示器之复数个接收器侦测到该扫描光源的时间；根据该信息，计算各个接收器之间侦测到该扫描光源的一时间差；以及根据该时间差、该角速度及该复数个接收器之间的一设置间距，计算该用户的位置。本专利技术公开一种追踪定位的方法，用于一追踪定位系统中的一运算装置，该方法包含有：接收该扫描装置旋转的一角速度信息；接收该头戴式显示器从该扫描装置侦测到一扫描光源的一信息，其中该信息包含有该头戴式显示器之复数个接收器侦测到该扫描光源的时间；根据该信息，计算各个接收器之间侦测到该扫描光源的一时间差；以及根据该时间差、该角速度及该复数个接收器之间的一设置间距，计算该用户的位置。本专利技术公开一种校正影像显示的方法，用于一追踪定位系统，该360度追踪定位系统包含有一该扫描装置、一运算装置及一头戴式显示器，该方法包含有：该头戴式显示器显示一影像画面，其中该影像画面包含有固定位置的一校正视框；该运算装置传送一影像数据至该头戴式显示器，其中该影像数据包含有第一角度或第一距离的一参考点；当该头戴式显示器移动而使该校正视框移动至该第一角度或该第一距离的该参考点时，计算该头戴式显示器及该扫描装置之间的一相对角度或一相对距离；以及连结该相对角度或该相对距离至该第一角度或该第一距离，用来作为影像显示的角度基准或距离基准。本专利技术公开一种运算装置，用于一追踪定位系统，用来校正一虚拟现实中的影像显示，该追踪定位系统包含有一扫描装置及一头戴式显示器，该运算装置包含有：一处理单元，用来执行一程序代码；一储存单元，耦接于该处理单元，用来储存该程序代码，其中该程序代码指示该处理单元执行以下步骤：传送一第一影像数据至该头戴式显示器，其中该第一影像数据包含有一固定位置的一校正视框；传送一第二影像数据至该头戴式显示器，其中该第二影像数据包含有该校正视框及一第一角度/第一距离的一参考点；当该头戴式显示器移动而使该校正视框移动至该第一角度或该第一距离的该参考点时，计算该头戴式显示器与该扫描装置之间的一相对角度或一相对距离；以及连结该相对角度或该相对距离至该第一角度或该第一距离，用来作为影像显示的角度基准或距离基准。附图说明图1为本专利技术实施例一追踪定位系统的示意图。图2为本专利技术实施例一扫描装置的外观示意图。图3为本专利技术实施例一扫描装置的架构图。图4为本专利技术实施例一扫描装置具多组光源扫描模块的示意图。图5为本专利技术实施例一头戴式显示器的示意图。图6为本专利技术实施例一头戴式显示器的示意图。图7为本专利技术实施例一追踪定位使用者的示意图。图8A-8B为本专利技术实施例一头戴式显示器呈不同角度的示意图。图9为本专利技术实施例一运算装置的示意图。图10为本专利技术实施例一追踪定位程序的流程图。图11为本专利技术实施例一影像显示校正程序的流程图。图12为本专利技术实施例一校正影像显示的示意图。图13为本专利技术实施例一追踪定位系统的配置示意图。其中，附图标记说明如下：LD扫描装置HMD头戴式显示器LDM光源扫描模块100运算装置200直向光源300定点光源302菱镜304反射镜306同步处理模块400横向光源Rx1Rx2接收器d、d1、d2、d’间距ω1、ω1、ω角速度102处理单元104储存单元106通信接口单元104a程序代码1000、1100流程1002～1008、1102～1108步骤S转轴600基座602固定绑带具体实施方式请参考图1，图1为本专利技术实施例的一追踪定位系统10的示意图。追踪定位系统10包含有扫描装置LD、头戴式显示器HMD及运算装置100。扫描装置LD用来产生扫描光源(如红外线)。头戴式显示器HMD用来侦测扫描装置LD所产生的扫描光源，以产生关于扫描光源的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种追踪定位系统，用来追踪定位一使用者，其包含有：/n一扫描装置，包含有一第一光源扫描模块，用来产生一第一扫描光源，其中该第一光源扫描模块可相对于该扫描装置进行顺时钟旋转、逆时钟旋转、或是固定角度摆动，以及该第一扫描光源为具有上下相对关系的光线；/n一头戴式显示器，包含有复数个接收器，用来侦测该第一扫描光源，以产生关于该第一扫描光源的一信息；以及/n一运算装置，用来根据该信息，计算该用户的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种追踪定位系统，用来追踪定位一使用者，其包含有：
一扫描装置，包含有一第一光源扫描模块，用来产生一第一扫描光源，其中该第一光源扫描模块可相对于该扫描装置进行顺时钟旋转、逆时钟旋转、或是固定角度摆动，以及该第一扫描光源为具有上下相对关系的光线；
一头戴式显示器，包含有复数个接收器，用来侦测该第一扫描光源，以产生关于该第一扫描光源的一信息；以及
一运算装置，用来根据该信息，计算该用户的位置。


2.如权利要求1所述的追踪定位系统，其特征在于，该第一光源扫描模块包含有一定点光源、一菱镜、一反射镜及一同步处理模块，其中该菱镜会依据一速度进行转动、该同步处理模块用来根据该菱镜的转动速度，控制该反射镜的转动角度，用来将该定点光源发射至该菱镜而折射的光线，反射至一特定方向，以形成该第一扫描光源。


3.如权利要求1所述的追踪定位系统，其特征在于，该扫描装置更包含有一第二光源扫描模块，用来产生一第二扫描光源，以及该第二光源扫描模块可相对于该第一光源扫描模块进行顺时钟旋转、逆时钟旋转、或是固定角度摆动，以及该第二扫描光源为具有左右相对关系的光线。


4.如权利要求3所述的追踪定位系统，其特征在于，该第一扫描光源为用来扫描水平方向的光线，以及该第二扫描光源为用来扫描垂直方向的光线。


5.如权利要求1所述的追踪定位系统，其特征在于，该头戴式显示器包含有一光源接收模块，设置于该头戴式显示器的侧边及后方，用来侦测该第一扫描光源。


6.如权利要求1所述的追踪定位系统，其特征在于，该第一光源扫描模块根据一角速度进行旋转。


7.如权利要求6所述的追踪定位系统，其特征在于，该信息包含有该头戴式显示器的该复数个接收器侦测到该第一扫描光源的时间，以及该运算装置更用来根据该复数个接收器侦测到该第一扫描光源的时间差、该角速度、该复数个接收器之间的一设置间距，计算该用户的位置。


8.如权利要求7所述的追踪定位系统，其特征在于，该运算装置更用来根据该复数个时间差中的一最大时间差、该角速度、该设置间距，计算该用户的位置。


9.如权利要求1所述的追踪定位系统，其特征在于，该运算装置更用来通过该头戴式显示器显示一第一角度/第一距离的参考点，以及一固定位置的一校正视框、当该头戴式显示器移动而使该校正视框移动至该第一角度/第一距离的参考点时，计算该头戴式显示器与该扫描装置之间的一相对角度或一相对距离，以及将该相对角度或该相对距离，连结对应至该第一角度或该第一距离，用来作为影像显示的角度基准或距离基准。


10.一种扫描装置，用于一追踪定位系统，其包含有：
一第一光源扫描模块，用来产生一第一扫描光源，其中该第一光源扫描模块可相对于该扫描装置进行顺时钟旋转、逆时钟旋转、或是固定角度摆动，以及该第一扫描光源为具有上下相对关系的光线。


11.如权利要求10所述的扫描装置，其特征在于，该第一光源扫描模块包含有一定点光源、一菱镜、一反射镜及一同步处理模块，其中该菱镜会依据一速度进行转动、该同步处理模块用来根据该菱镜的转动速度，控制该反射镜的转动角度，用来将该定点光源发射至该菱镜而折射的光线，反射至一特定方向，以形成该第一扫描光源。


12.如权利要求10所述的扫描装置，其特征在于，该扫描装置更包含有一第二光源扫描模块，用来产生一第二扫描光源，以及该第二光源扫描模块可相对于该第一光源扫描模块进行顺时钟旋转、逆时钟旋转、或是固定角度摆动，以及该第二扫描光源为具有左右相对关系的光线。


13.如权利要求12所述的扫描装置，其特征在于，该第一扫描光源为用来扫描水平方向的光线，以及该第二扫描光源为用来扫描垂直方向的光线。


14.如权利要求10所述的扫描装置，其特征在于，该第一光源扫描模会...

【专利技术属性】
技术研发人员：林家宇，陈志强，
申请(专利权)人：宏碁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71